Напредок во истражувањето на тенкофилмскиот електрооптички модулатор од литиум ниобат

Напредок во истражувањето наЕлектро-оптички модулатор со тенок филм од литиум ниобат

Електрооптичкиот модулатор е основен уред на оптичкиот комуникациски систем и микробрановиот фотонски систем. Тој го регулира ширењето на светлината во слободен простор или оптички брановод со промена на индексот на прекршување на материјалот предизвикан од применетото електрично поле. Традиционалниот литиум ниобателектрооптички модулаторкористи материјал од литиум ниобат во масовна состојба како електрооптички материјал. Монокристалниот литиум ниобат е локално допиран за да формира брановоди преку титаниумска дифузија или процес на размена на протони. Разликата во индексот на прекршување помеѓу основниот слој и слојот на обвивка е многу мала, а брановодот има слаба способност за врзување со светлосното поле. Вкупната должина на спакуваниот електрооптички модулатор е обично 5~10 cm.

Технологијата на литиум ниобат на изолатор (LNOI) обезбедува ефикасен начин за решавање на проблемот со големите димензии на електрооптички модулатори од литиум ниобат. Разликата во индексот на прекршување помеѓу основниот слој на брановодот и слојот на обвивка е до 0,7, што значително ја подобрува способноста за врзување на оптичкиот режим и ефектот на електрооптичка регулација на брановодот, и стана жариште на истражување во областа на електрооптичките модулатори.

Поради напредокот на технологијата за микромашинска обработка, развојот на електрооптички модулатори базирани на LNOI платформата постигна брз напредок, покажувајќи тренд на покомпактна големина и континуирано подобрување на перформансите. Според употребената структура на брановодот, типичните тенкофилмски литиум ниобатски електрооптички модулатори се директно гравирани брановодни електрооптички модулатори, натоварени хибриди.брановодни модулатории хибридни силиконски интегрирани брановодни електро-оптички модулатори.

Во моментов, подобрувањето на процесот на суво јорење значително го намалува губењето на брановодот од тенкослоен литиум ниобат, методот со гребено оптоварување го решава проблемот со големата тежина на процесот на јорење и го реализира електрооптичкиот модулатор од литиум ниобат со напон помал од 1 V полубран, а комбинацијата со зрела SOI технологија е во согласност со трендот на интеграција на фотони и електрони со хибридни елементи. Технологијата на тенкослоен литиум ниобат има предности во реализацијата на интегриран електрооптички модулатор на чип со мали загуби, мали димензии и голем пропусен опсег. Теоретски, се предвидува дека 3 mm тенкослоен литиум ниобат со push-pull технологија...M⁃Z модулаториЕлектро-оптичкиот пропусен опсег од 3dB може да достигне до 400 GHz, а пропусниот опсег на експериментално подготвениот тенкофилмски литиум ниобатен модулатор е објавен дека е нешто над 100 GHz, што е сè уште далеку од теоретската горна граница. Подобрувањето донесено со оптимизирање на основните структурни параметри е ограничено. Во иднина, од перспектива на истражување на нови механизми и структури, како што е дизајнирањето на стандардна копланарна брановодна електрода како сегментирана микробранова електрода, перформансите на модулаторот можат дополнително да се подобрат.

Покрај тоа, реализацијата на интегрирано пакување на модулаторски чип и хетерогена интеграција на чипот со ласери, детектори и други уреди е и можност и предизвик за идниот развој на тенкофилмски литиум ниобатни модулатори. Тенкофилмскиот литиум ниобатен електрооптички модулатор ќе игра поважна улога во микробрановите фотони, оптичката комуникација и други области.